Napady

Fyzikální vlastnosti letu ptáků

Autor: Golovina Tatyana, 17 let. Studentka Městské státní instituce „Střední škola č. 13“ Akimatu města Usť-Kamenogorsk.
Učitel: Ganovicheva Maria Anatolyevna, Městská státní instituce „Střední škola č. 13“ Akimatu města Ust-Kamenogorsk.
Popis: Tento výzkum bude užitečný pro školáky, učitele fyziky a biologie.
Účel: Studie může být doporučena k doplňujícímu čtení v předmětech fyzika a biologie; křížovky lze využít ve výuce i při mimoškolních aktivitách.
Tato práce zkoumá rysy života ptáků: schopnost létat, šetřit energii, orientovat se ve vesmíru a zvládat přetížení. Tyto schopnosti jsou jedinečné a každou z nich lze vysvětlit specifickou částí fyziky. Pochopení mechanismu těchto procesů umožňuje člověku přenést znalosti o přírodě do praktické roviny a aplikovat je v životě. Znalost vlastností letu vedla k vytvoření velkého množství nejrůznějších letadel.
Účel: vysvětlení mechanismu letu ptáků.
Úkoly:
Vzdělávací: vštípit zájem o vědu a čtení.
Rozvíjející se: rozvíjet pozornost, fantazii a schopnost analýzy.
Vzdělávací: pěstování environmentální kultury a porozumění vzájemným vztahům mezi přírodními jevy.
Jednou z nejzajímavějších vlastností ptáků je jejich schopnost létat. Zákony mechaniky mohou pomoci tuto schopnost vysvětlit.

Studiem vlastností křídla jsme zjistili následující: existuje vnitřní část (zápěstí), která je poháněna svaly ramene a nachází se přibližně uprostřed křídla; a vnější část, která je pokračováním křídla od zápěstí.

Nad zápěstím se nachází skupina per, která se nazývá křídlo. Mezi nimi a křídlem je volný prostor. Tato skupina per je zodpovědná za vzlet a přistání.

Pták vzlétá nejen díky svalové síle, která zajišťuje mávání křídel vzhůru. Dříve se věřilo, že se tímto způsobem odráží od vzduchu. Vzduch však není husté médium a je obtížné se od něj odrazit.

Ukazuje se, že když pták mává křídly, některá z ptačích per se na zlomek vteřiny otočí do pravého úhlu k tělu a křídlu ptáka a vytvoří vrtule.

Protože je lopatka pera na konci křídla na přední straně tenčí, vytváří se při pohybu pera krouticí síla. Pero je u báze tuhé a na konci pružné; když pták sklopí křídlo, tlak vzduchu na široké straně lopatky otočí pero nahoru a zkroutí ho do vrtule. Je třeba si uvědomit, že křídla nejsou připevněna k křídelní kosti, ale k široké a pružné membráně.

To dává volnost každému peru. Pták může jako vrtuli použít dvě pera nebo devět, v závislosti na požadované rychlosti letu.

Vnitřní část křídla je zodpovědná za úhel potřebný pro let a zajišťuje vztlak. Při mávání křídly pták otáčením peří snižuje tlak nad křídlem a tlak pod ním, nazývaný vztlak, mu umožňuje vzlet. Tlak na přední stěnu křídla pro úspěšný vzlet musí být také menší než na zadní.

Po vzletu se vnitřní část křídla nemusí pohybovat, je srovnatelná s pákou pro vnější část křídla, pokud pták změní svou polohu, reguluje rychlost svého letu. Ocas ptáka slouží jako kormidlo, otáčí se v libovolném potřebném směru a při vzletu slouží jako další rovina pro vztlak. Ptačí kosti jsou velmi lehké a tato přirozená vlastnost vysvětluje nepatrnou gravitační sílu, kterou pták při vzletu překonává.

Přečtěte si více

Utahovací moment závitových spojů. — JÍZDA2

Při létání v hejnech ptáci dovedně využívají prostředky ke snížení odporu vzduchu.

Nejsilnější pták letí vpředu. Vzduch ho obtéká pod určitým úhlem. Mávání křídel tohoto ptáka vytváří vzduchovou vlnu, která přenáší určitou energii. Pokud se pták letící za ním dostane do této vzduchové vlny, musí k letu vynaložit minimální úsilí, protože v této vlně je odpor vzduchu minimální. To může také vysvětlovat, proč ptáci sledují letadla. Letí za letadly, aby snížili výdej energie unášené vzdušnými proudy.

Mávání křídel ptáků v letícím hejnu probíhá v rezonanci a pokud spojíte konce ptačích křídel imaginární čarou, pak v daném okamžiku můžete pozorovat sinusoidu.

Mořští ptáci využívají k usnadnění svého letu energii mořských vln. Nad hřebenem mořské vlny vzniká vzestupný proud vzduchu. Pták, který do ní vletí, se může bez námahy vynořit vzhůru a poté začne klesat, dokud se nedostane do proudu vzduchu další vlny. Obzvláště často se tímto způsobem pohybují albatrosi.
Mnoho ptáků doprovází námořní lodě. Z pracujících motorů proudí teplý vzduch potrubím do vzduchu nad lodí, čímž se ptáci dostávají do těchto proudů a snižují si tak spotřebu energie během letu.

V blízkosti země pomáhá konvekce ptákům vzlétnout a poté se stoupat vysoko k obloze.

Vzduch v blízkosti země (zejména na jaře a v létě) se více otepluje a vznikají stoupavé proudy vzduchu.
S roztaženými křídly, podporovaný těmito vzdušnými proudy, pták bez námahy stoupá vzhůru. Velcí ptáci používají při stoupání spirálovitý pohyb, který jim umožňuje dosáhnout značné rychlosti a snížit potřebné úsilí, protože je snazší zakroutit srstové peří do vrtulí.

Kromě letu ptáci využívají zákony mechaniky i při plavání, ale to je jiný příběh.

Test s odpověďmi ve formě hádanek:
1. Jaká síla pomáhá ptákovi vzlétnout?
)